[发明专利]基于无线网络信号传输的室内探测火情及报警方法及系统

权利要求书

1.一种基于无线网络信号传输的室内探测火情及报警方法，其特征在于：包括如下步骤:

(S1)无线接收端接收来自无线发射端的无线信号，评估信道状态信息CSI，并采用数据过滤技术对数据进行去噪处理；

所述步骤(S1)评估信道状态信息包括:

(S11)采集初始信道状态数据，得到一个链路数×子载波数的矩阵；

(S12)对于每一个空间流，求取在同一个时间点上的30个连续子载波的CSI值作为信道状态信息；

(S13)利用巴特沃斯算法对信道状态信息进行去除白噪声的影响；

(S2)利用异常检测算法来识别信道状态信息变化的异常；

所述步骤(S2)是利用异常检测算法识别信道状态信息变化的异常是基于局部因子的时间序列异常检测算法；所述步骤(S2)进一步包括:

(S21)对CSI数据进行数据分割得到子序列，并求出各个子序列的局部异常因子；

(S22)当所述局部异常因子大于或等于预设阀值时，则将子序列作为异常模式输出；

(S3)采用随机森林算法，选择提取特征的方法将室内出现火情的信号信息实现储存，如果异常模式信号特征与实现存储的信号特征相匹配，则判断室内出现火情，继而发出失火警报信号；建立无线信号和失火之间的关系，通过失火这一环境的变化而造成的无线信号的改变进行分析，判断出室内是否发生失火并进行报警,其具体为：采用无线网络的信道状态信息CSI作为指示物,CSI能够描述出在时间延迟,振幅衰减和相位转移的共同影响下，一个信号的传播途径；在室内环境中，CSI数据的传播就是一条主要路径和多条散射路径；CSI是利用正交频分载波复用来传输数据的，到了接收端再分解为30个子载波，通过对链路数×子载波组数据进行分析，进而对室内情况进行比较准确的判断；将由于室内失火这一环境因素导致的信道状态信息变化得到的异常模式计算的特征值在随机森林算法中作为目标特征，并在随机森林算法中与事先存储的信号特征进行对比；

所述步骤(S3)具体为:

(S31)事先进行实验，得到由于室内失火导致CSI变化的异常模式，提取特征，并储存；其中，这些异常模式都会分别计算特征值；

(S32)将步骤(S2)输出的异常模式提取特征后用随机森林算法计算，看是否与之前存储的信息特征匹配；

(S33)判断是否发生火情，若是，发出火情报警信号。

2.根据权利要求1所述的基于无线网络信号传输的室内探测火情及报警方法，其特征在于:所述无线发射端的数目为一个，所述无线接收端的数据为一个。

3.一种基于无线网络信号传输的室内探测火情及报警系统，其特征在于，包括:

信道状态信息CSI获取模块，用于无线接收端接受来自无线发射端的无线信号，并评估CSI，并利用数据过滤技术对数据进行去除白噪音处理；

所述的CSI获取模块包括:感应单元，用于初始信道状态数据，得到一个链路数×子载波数的矩阵；

数据处理单元，用于对每一个空间流，求取在同一时间点上的30个连续子载波的CSI值作为信道状态信息；

过滤单元，利用巴特沃斯算法对信道状态信息进行去除白噪声的影响；

异常检测模块，用于利用异常检测算法来识别信道状态信息变化的异常；

所述异常检测模块基于局部异常因子的时间序列异常检测算法，包括:

LOF计算单元，用于对CSI数据进行数据分割得到子序列，并求出各个子序列的局部异常因子；

异常输出单元，用于当所述局部异常因子大于或者等于预设阀值时，将子序列作为异常模式输出；

火情判断模块，采用随机森林算法，选择提取特征的方法将室内出现火情的信号信息实现储存，如果异常模式信号特征与实现存储的信号特征相匹配，则判断室内出现火情，继而发出失火警报信号；警报模块，用于当室内发生火情时，发出火警信号；建立无线信号和失火之间的关系，通过失火这一环境的变化而造成的无线信号的改变进行分析，判断出室内是否发生失火并进行报警,其具体为：采用无线网络的信道状态信息CSI作为指示物,CSI能够描述出在时间延迟,振幅衰减和相位转移的共同影响下，一个信号的传播途径；在室内环境中，CSI数据的传播就是一条主要路径和多条散射路径；CSI是利用正交频分载波复用来传输数据的，到了接收端再分解为30个子载波，通过对链路数×子载波组数据进行分析，进而对室内情况进行比较准确的判断；将由于室内失火这一环境因素导致的信道状态信息变化得到的异常模式计算的特征值在随机森林算法中作为目标特征，并在随机森林算法中与事先存储的信号特征进行对比；所述火情判断模块包括:

建立模型单元，用于事先进行实验，得到由于室内失火导致CSI变化的异常模式，特征提取，储存特征值；其中，这些异常模式都会分别计算特征值；

火情识别单元，用于将异常输出单元所输出的异常模式特征利用随机森林算法，看是否与实现存储的特征相匹配。